山东省夏津第一中学2020-2021学年高二下学期第一次周考物理试卷 Word版含答案

2020---2021学年下学期夏津一中高二间周考
物理试题
第I卷（选择题）
一、选择题（本题共13个小题，每小题4分，共计52分。

其中1-9小题只有一个选项符合题目要求；10-13小题有多项答案符合题目要求，漏选得2分，错选不得分。

请把正确选项填涂到答题卡上）
1、如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴OO’匀速转动，从某时刻
开始计时，产生的感应电动势e随时间t的变化曲线如图乙所示，若线圈匝数N=100匝，外接电阻R=70Ω，线圈电阻r=10Ω，则下列说法正确的是（）
A. 通过线圈的最大电流为1.25A
B. 线圈的角速度为50rad/s
C. 电压表的示数为502V
D. 穿过线圈的最大磁通量为2
π
Wb
2、如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压均为U的灯泡a和b。

输入电压为5U
时，两灯泡均能正常发光。

下列说法正确的是
A. 原、副线圈匝数比为1:4
B. 原、副线圈的功率为4:1
C. 流过灯泡A、B的电流之比为4:1
D. 灯泡A、B的额定功率之比为1:4
3、如图，足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0<θ<90°)，其中MN与PQ
平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计．金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab棒接入电路的电阻为R，当流过ab棒某一横截面的电量为q时，棒的速度大小为v，则金属棒ab在这一过程中( )．
A ．运动的平均速度大小为12v
B ．下滑的位移大小为qR BL
C ．产生的焦耳热为qBLv
D ．受到的最大安培力大小为B 2L 2v R
sin θ 4、如图是法拉第做成的世界上第一台发电机模型的原理图．将铜盘放在磁场中，让磁感线垂直穿过铜盘；若图中铜盘半径为L ，匀强磁场的磁感应强度为B ，回路总电阻为R ，从上往下看逆时针匀速转动铜盘的角速度为ω，则下列说法正确的是
A ．回路中有大小和方向周期性变化的电流
B ．回路中电流大小恒定，且等于BL 2ωR
C ．回路中电流方向不变，且从b 导线流进灯泡，再从a 导线流向旋转的铜盘
D ．若将匀强磁场改为仍然垂直穿过铜盘的正弦变化的磁场，不转动铜盘，灯泡中也会有电流流过
5、用均匀导线做成的正方形线框边长为0.2 m ，正方形的 一半放在垂直纸面向里的匀强
磁场中，如图所示．当磁场以20 T/s 的变化率增强时，线框中a 、b 两点间的电势差是
A ．U ab ＝0.2 V
B ． U ab ＝0.4 V
C ．U ab ＝－0.2 V
D ．U ab ＝－0.4 V
6、一闭合矩形线圈abcd 绕垂直于磁感线的固定轴OO′匀速转动，线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中．通过线圈的磁通量Φ随时间t 的变化规律如图乙所示，下列说法正确
的是
A．t1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大
B．t1、t3时刻线圈中感应电流方向改变
C．t2、t4时刻线圈中磁通量最大 D．t2、t4时刻线圈中感应电动势最小
7、两个完全相同的电热器，分别通以图中甲、乙所示的峰值相等的矩形交变电流和正
弦交变电流，则这两个电热器的电功率之比P甲∶P乙等于
A.2∶1 B．2∶1 C．4∶1 D．1:1
8、如图所示，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重
合；磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里，磁感应强度大小为B0.使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流．现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化．为了产生与线框
转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率ΔB
Δt
的大小应为
( )．
A.4ωB0
π B.
2ωB0
π C.
ωB0
π D.
ωB0
2π
9、如图甲所示，有一个等腰直角三角形的匀强磁场区域，其直角边长为L，磁场方向垂直
纸面向外，磁感应强度大小为B。

一边长为人总电阻为R的正方形导线框abcd，从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域。

取沿a→b→c→d→a的感应电
流为正，则图乙中表示线框中电流i随bC边的位置坐标x变化的图象正确的是：
10、单匝矩形线圈放在匀强磁场中，磁感强度与线圈平面垂直，若线圈所围面积的磁通量
随时间变化的规律如图所示，则O～D过程中
A．线圈中O时刻感应电动势最大 B．线圈中D时刻感应电动势为零
C．线圈中D时刻感应电动势最大
D．线圈中O至D时间内平均感应电动势为0.4 V
11、如图所示是一个理想变压器的示意图，S为单刀双掷开关，P是滑动变阻器的滑动触头，
R0是定值电阻，保持交变电压U1不变，下列说法正确的是
A．若P位置不变，S由a合到b处，电流表示数减小
B．若P的位置不变，S由a合到b处，则电压表示数增大
C．若S置于b处，将P向上滑动，则电流表示数增大
D．若S置于b处，将P向上滑动，则电压表示数增大
12、如图为远距离输电示意图，其中T1、T2为理想变压器，r是输电电阻，灯L1、L2相同且
阻值不变。

现保持变压器T1的输入电压不变，滑片P位置不变，当开关S断开时，灯L1正常发光，则
A. 仅闭合S，灯L1会变亮
B. 仅闭合S，r消耗的功率会变大
C. 仅将滑片P下移，r消耗的功率会变小
D. 仅将滑片P上移，电流表示数会变小
13、如图甲所示，在竖直方向上有四条间距相等的水平虚线L1、L2、L3、L4，在L1L2之
间、L3L4之间存在匀强磁场，大小均为1 T，方向垂直纸面向里．现有一矩形线圈abcd，宽度cd＝0.5 m，质量为0.1 kg，电阻为2 Ω，将其从图示位置静止释放(cd边与L1重合)，速度随时间的变化关系如图乙所示，t1时刻cd边与L2重合，t2时刻ab边与L3重合，t3时刻ab边与L4重合，已知t1～t2的时间间隔为0.6 s，整个运动过程中线圈平面始终处于竖直方向．重力加速度g取10 m/s2，则()．
A．在0～t1时间内，通过线圈的电荷量为0.25 C
B．线圈匀速运动的速度大小为8 m/s
C．线圈ab边的长度为1 m
D．0～t3时间内，线圈产生的热量为4.2 J
第II卷（非选择题）
三、计算题（本题共4个小题，共计48分。

要求写出必要的文字说明和计算过程，只写结
果不得分）
14、（10分）如图所示，ab=25cm,ad=20cm,匝数为50匝的矩形线圈。

线圈总电阻 r=1Ω外
电路电阻R =9Ω。

磁感应强度B=0.4T。

线圈绕垂直于磁感线的OO’轴以角速度50rad/s 匀速转动。

求：
⑴从此位置开始计时，它的感应电动势的瞬时值表达式。

⑵1min内R上消耗的电能。

(3)线圈由如图位置转过30°的过程中，R的电量为多少？
15、（12分）有一台发电机通过升压和降压变压器给用户供电，已知发电机的输出功率是20kW，端电压为400V，升压变压器原、副线圈的匝数比为n1﹕n2=1﹕5，两变压器之间输电导线的总电阻R=l.0Ω，降压变压器输出电压U4＝220V，求：
（1）升压变压器的输出电压；
（2）降压变压器的原、副线圈的匝数比n3﹕n4；
（3）如果不用变压器，输电导线的热损耗是用变压器时的几倍
16、（12分）如图所示，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距L＝0.5
m，左端接有阻值R＝0.3 Ω的电阻，一质量m＝0.1 kg，电阻r＝0.1 Ω的金属棒MN 放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B＝0.4 T．棒在水平向右的外力作用下，由静止开始以a＝2 m/s2的加速度做匀加速运动，当棒的位移x＝9 m时撤去外力，棒继续运动一段距离后停下来，已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热比Q1∶Q2＝2∶1.导轨足够长且电阻不计，棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触．求：
(1)棒在匀加速运动过程中，通过电阻R的电荷量q；
(2)撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2；
(3)外力做的功W F.
17、（14分）如图所示，足够长的粗糙绝缘斜面与水平面成θ＝37°放置，在斜面上虚线
aa′和bb′与斜面底边平行，在aa′、b′b围成的区域有垂直斜面向上的有界匀强磁场，磁感应强度为B＝1 T；现有一质量为m＝10 g、总电阻为R＝1 Ω、边长d＝0.1 m的正方形金属线圈MNPQ，让PQ边与斜面底边平行，从斜面上端静止释放，线圈刚好匀速穿过磁场．已知线圈与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.5，(取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求：
(1)线圈进入磁场区域时，受到的安培力大小；
(2)线圈释放时，PQ边到bb′的距离；
(3)整个线圈穿过磁场的过程中，线圈上产生的焦耳热．
2010---2021学年下学期夏津一中高二间周考
物理答案
一、 单项选择题(每小题4分，共计52分)
1、A
2、D
3、B
4、C
5、C
6、B
7、B
8、C 9.C
10、ABD 11、BD 12、BD 13、AB
14、(1) cos 50cos50e nBs t t ωω== ………………………………………………3分 (2) 2()m I R r =+ 236.7510Q I Rt J ==⨯ ……………………..3分 (3) E n t
φ∆=∆ 0sin 300.05nBS q I t C R r =∆==+ …………………….4分 15、解：(1)设输入电压为U 1，升压变变压器输出电压U 2，由公式得
U 2=U 1n 2/n 1=400×5÷1=2000V ……………………..2分.
(2)设降压变压器的输入电压为U 3，输出电压为U 4，则 U 3=U 2-I 线×R=2000-10×1=1990V 降压变压器的原、副线圈的匝数比n 3﹕n 4=U 3：U 4=1990/220=199/22 ……………………………………..5分
(3) 11
50P I A U == 22500P I R W == 22100P I R W '== 25P P =' ………………………………………………………………5分
16、解析：(1)设棒匀加速运动的时间为Δt ，回路的磁通量变化量为Δφ，回路中的平均
感应电动势为E ，由法拉第电磁感应定律得
E ＝ΔφΔt
其中Δφ＝Blx 设回路中的平均电流为I ，由闭合电路欧姆定律得I ＝
E R ＋r
则通过电阻R 的电荷量为q ＝I Δt
联立上式，代入数据得q ＝4.5 C ………………………………4分
(2)设撤去外力时棒的速度为v ，对棒的匀加速运动过程，由运动学公式得
v 2＝2ax
设棒在撤去外力后的运动过程中安培力所做的功为W ，由动能定理得 W ＝0－12
mv 2
撤去外力后回路中产生的焦耳热Q 2＝－W
联立上式，代入数据得Q 2＝1.8 J …………………………………4分
(3) 由题意知，撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q 1∶Q 2＝2∶1，得Q 1＝3.6 J
在棒运动的整个过程中，由功能关系可得：W F = Q 1 + Q 2
联立以上各式，代入数据解得：W F =5.4J ……………………………….4分
17、解析：(1)对线圈受力分析有：F 安＋μmg cos θ＝mg sin θ
代入数据得：F 安＝2×10－2
N ……………………………………3分
(2)F 安＝Bid E ＝Bvd I ＝E R 解得：F 安＝B 2d 2v R
代入数据得：v ＝2 m/s ……………………………………………..4分 线圈进入磁场前做匀加速运动，
a ＝g sin θ－μg cos θ＝2 m/s 2
线圈释放时，PQ 边到bb ′的距离x ＝v 2
2a
＝1 m ……………………………4分 (3)由于线圈刚好匀速穿过磁场，则磁场宽度等于
d ＝0.1 m
Q ＝W 安＝F 安·2d
解得：Q ＝4×10－3 J …………………………………………………….3分。